최근 날씨가 갑자기 영하로 내려가는 등 날씨가 추워짐에 따라 차 내에서 히터 사용이 빈번하게 늘어나고 있는 계절입니다. 일반적으로 자동차용 난방장치(Heating System)는 냉방장치(에어컨)에 비해 비교적 구조가 간단한 편이죠.

그리고 냉방장치와 난방장치가 별도의 시스템으로 구성되어 있는 것이 아니라 하나의 시스템으로 통합되어 있는 것이 특징입니다. 이에 따라 최근에는 예전과 달리 냉방장치와 난방장치를 별도로 구분하지 않고 HVAC(Heat Ventilation Air Conditioning) 시스템이라고 부르고 있습니다. 

자동차 엔진은 연료를 연소하면서 생기는 연소열과 각종 기계부품이 작동하면서 발생하는 마찰열 등 많은 열이 발생하는데 엔진주변부를 순환하는 엔진냉각수가 이러한 엔진 열을 흡수해 엔진을 식혀줌과 동시에 열교환기를 통해 히터를 작동하는데 사용되어 집니다.

엔진에서 발생하는 열을 흡수해 뜨거워진 냉각수는 차량 앞쪽에 위치한 라디에이터를 통해 냉각되어 다시 엔진 내부를 흐르게 되는데, 자동차 난방시스템은 냉각수가 라디에이터로 이동하기 전에 자동차 실내 대시보드 아래쪽에 있는 히터코어(Heater Core)를 순환하면서 열교환에 의해 실내로 더운 공기를 공급합니다. 

즉 뜨거워진 냉각수가 히터코어를 지날 때 히터코어 뒤쪽에 있는 블로어 모터가 팬을 이용해 바람을 불어넣으면 냉각수의 열이 식혀지면서 뜨거운 바람이 생성되는 것입니다. 에어컨시스템은 이와 반대로 차가운 에어컨 냉매가 에바포레이터 코일(Evaporator Core)을 통해 실내로 차가운 공기를 공급합니다. 

한편 가솔린 엔진보다 열효율이 더 좋은 디젤 엔진의 경우 엔진이 정상작동 온도까지 오르는데 걸리는 시간이 길기 때문에 상대적으로 난방효율이 떨어지는 편입니다. 추운 겨울 날 가솔린차보다 디젤차가 히터를 켰을 때 실내가 따뜻해지는 시간이 더 오래 걸리는 이유입니다. 

이에 따라 디젤차의 난방시스템은 프리히터(Pre Heater) 또는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터라 불리는 특별한 장치가 적용되고 있습니다. 프리히터는 주로 버스나 상용차 등에 주로 쓰이는데 일종의 가스버너가 소량의 연료를 태워 실내공기를 덥혀주는 에어 히팅방식과 엔진냉각수를 데워줌으로써 정상작동온도에 빨리 오를수 있도록 해 주는 워터 히팅방식이 있는데 이를 통칭해 프리 히터라고 부릅니다.

승용차에서도 프리히터 방식을 사용했지만 최근에는 냉간시동 때 질소산화물이 증가함에 따라 커먼레일 디젤 엔진의 경우 전기식인 PTC 히터를 사용하고 있습니다. PTC 히터는 히터 코어 내부에 열선을 삽입해 엔진냉각수 온도를 올려주는 방식입니다.

이러한 프리히터나 PTC를 쓰는 이유는 엔진이 정상적으로 작동하기 이전에 히터의 성능(작동온도)을 좀 더 빨리 끌어올리기 위한 것으로 히터를 작동시켰을 때 계속 작동하는 것이 아니라 냉간시동 즉 엔진냉각수의 작동온도가 낮은 경우에만 작동하며 일반적으로 냉각수온도가 60℃ 이상인 경우 작동하지 않는 것이 특징입니다. 

한편 프리히터나 PTC 히터는 실내 난방용으로도 사용되지만 겨울철 디젤 연료의 결빙을 방지하고 시동성을 좋게 하기위해 연료온도를 높여주는 역할도 합니다. 또한 연료히팅을 위한 프리히팅 장치는 주로 디젤 연료필터 어셈블리와 일체형으로 되어 있거나 연료필터 주변에 자리하고 있습니다.

참고로 겨울철 히터를 사용할 때에는 엔진을 충분히 예열해 정상작동온도에 이른 후에 히터를 세게 작동시키는 것이 추운 실내온도를 빨리 올릴 수 있는 방법입니다. 엔진 시동을 켜자마자 히터를 작동시킬 경우 엔진이 정상온도에 이르기 전에 엔진냉각수가 히터코어를 순환하므로 오히려 엔진효율이 떨어짐은 물론 실내온도를 높이는데도 시간이 더 오래 걸릴 수 있습니다.[김아롱 기자=카테크]